天津快速路南倉(cāng)道鐵東路立交橋的照明設(shè)計(jì)

李文華，楊 坤

（天津市市政工程設(shè)計(jì)研究院給排水分院，天津市 300051）

1 概述

西北半環(huán)是天津快速路系統(tǒng)的重要組成部分，是天津的交通主干道，承載著天津重要的交通運(yùn)輸。南倉(cāng)道鐵東路立交橋是西北半環(huán)跨鐵東路編組站上的一個(gè)重要交通聯(lián)接點(diǎn)。

南倉(cāng)道鐵東路立交橋梁是大型互通式立交，西北半環(huán)南倉(cāng)道方向長(zhǎng)度約3850 m；鐵東路方向長(zhǎng)度約為1300 m。西北半環(huán)南倉(cāng)道鐵東路立交照明工程為整個(gè)橋梁工程范圍內(nèi)的立交橋照明及其供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本文將對(duì)南倉(cāng)道鐵東路立交橋的照明設(shè)計(jì)作一個(gè)系統(tǒng)的介紹。

2 立交橋的照明設(shè)計(jì)

2.1 立交橋的照明設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

2.1.1 照明設(shè)計(jì)內(nèi)容

（1）功能照明：主要是解決夜間行車道路、立交橋的照明，開(kāi)拓視野，引導(dǎo)行車方向，為車輛駕駛?cè)藛T在夜間行車提供安全、迅速與舒適的視覺(jué)條件，從而保障車輛和行人的安全，提高通行效率。

（2）景觀照明：根據(jù)橋梁特點(diǎn)，通過(guò)恰當(dāng)?shù)恼彰骷夹g(shù)的運(yùn)用，體現(xiàn)出立交橋的雄偉氣勢(shì)，從美學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)表現(xiàn)大橋美麗神韻。當(dāng)夜幕降臨后，通過(guò)燈光的照射突顯整座立交橋的外形輪廓，展示立交橋梁的恢宏氣勢(shì)和美麗風(fēng)采。

2.1.2 設(shè)計(jì)原則

（1）道路照明設(shè)計(jì)滿足《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ45-2006）的各項(xiàng)要求；（2）景觀照明彰顯立交橋梁的建筑特點(diǎn)與美感；（3）各類燈具的選型與立交橋周邊環(huán)境及景觀協(xié)調(diào)一致。

2.2 功能照明設(shè)計(jì)

南倉(cāng)道鐵東路立交橋的功能照明主要分為立交區(qū)的高桿燈照明、橋兩側(cè)外展部分的道路照明以及跨鐵路段主塔的照明電氣設(shè)計(jì)。

功能照明設(shè)計(jì)根據(jù)《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，立交橋的照明平均亮度（照度）達(dá)到城市快速路的標(biāo)準(zhǔn)。

（1）西北半環(huán)南倉(cāng)道鐵東路立交為三層全互通式立交。橋梁的最高點(diǎn)距地面約為18 m。立交橋中心區(qū)道路集中，橋梁上下重疊，縱橫交錯(cuò)，四周環(huán)繞，如果采用在橋上布置普通道路照明設(shè)施的手法，將會(huì)造成燈桿林立，使人眼花繚亂，上跨橋梁與下穿道路之間燈光互相交叉干擾，容易產(chǎn)生眩光，而且大大增加工程量；其次橋上燈桿位置、燈桿高度應(yīng)結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)及橋墩位置確定，將很難保證照度均勻度；因此本設(shè)計(jì)采用高桿燈照明。在立交橋中心區(qū)設(shè)置了5支40 m的高桿燈、5支35 m和7支30 m的高桿燈，負(fù)責(zé)立交橋中心區(qū)主要道路和橋梁照明。每支燈高桿燈燈桿上均配12套燈具，每套燈具的功率1000 W，光源為高壓鈉燈。高桿燈為可升降式。

這種方法可以減少燈桿林立現(xiàn)象，充分利用高桿燈燈桿高照射半徑大的特點(diǎn)，提高照度均勻度，減少工程量，限制眩光。

（2）該橋在西北半環(huán)方向上跨鐵路部分為兩幅橋，每幅橋的寬度為18.75 m，兩幅橋間距3 m。功能照明設(shè)計(jì)采用對(duì)稱布燈方式，燈桿安裝在兩幅橋地袱外側(cè)上，高度為15 m，間距約為45 m，每支燈桿配套燈具400W。

通過(guò)計(jì)算，每幅橋的平均照度為：

Eav＝（48000×0.42×0.7）/（9.375×45）=31.86 lx，功率密度值為：

LPD=400×1.15/9.375/45=1.09W/m2，滿足節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（3）立交橋與地面路交叉部分采用橋下裝設(shè)隧道燈的方式，用于局部照明，隧道燈選用2×36 W燈具。

2.3 橋梁索塔的電氣設(shè)計(jì)

2.3.1 橋梁斜塔內(nèi)維修用照明設(shè)計(jì)

南倉(cāng)道鐵東路立交橋的主塔高為110m，塔臺(tái)在26.7m處,塔內(nèi)空腔有800 cm的維護(hù)空間,見(jiàn)圖1。

因塔內(nèi)空間高而回轉(zhuǎn)空間小，所以塔內(nèi)照明設(shè)計(jì)采用36 V安全電壓，塔內(nèi)照明線路的電纜敷設(shè)采用穿保護(hù)鋼管，沿塔內(nèi)維護(hù)爬梯一側(cè)墻壁明敷。供電系統(tǒng)見(jiàn)圖2。

2.3.2 橋梁主塔上的航空障礙燈的設(shè)計(jì)

該橋梁在跨鐵路段有兩座110 m高的主塔，呈鏡像對(duì)稱分布，遠(yuǎn)觀非常宏偉。遵循航空部門的相關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)中在主塔上設(shè)置了航空障礙燈，其中：中光強(qiáng)A型航空障礙燈10套，在塔頂安裝；中光強(qiáng)B型航空障礙燈12套，在塔側(cè)安裝,見(jiàn)圖3。

（1）航空障礙燈的設(shè)置：在每座橋塔頂部安裝一套航空障礙燈，在高程+45 m處、高程+68.7 m處、及高程+109.2 m處（即：距橋塔塔尖1.5 m處）的橋塔混凝土柱的四角外側(cè)各安裝一套航空障礙燈，共計(jì)18套航空障礙燈。

（2）橋塔的航空障礙燈的電源電壓為220V，塔內(nèi)航空障礙燈的電力控制電纜穿保護(hù)鋼管明敷，因航空障礙燈的電源電壓等級(jí)高于塔內(nèi)照明電源等級(jí)，其電纜敷設(shè)應(yīng)在遠(yuǎn)離塔內(nèi)維護(hù)爬梯的另一側(cè)墻壁上明敷，同時(shí)還應(yīng)注意與照明電纜敷設(shè)的路由保持一定的距離。

（3）航空障礙燈、障礙燈聯(lián)閃集中控制箱、光控探頭，及其它用于航空障礙燈系統(tǒng)有關(guān)的安裝附件、安裝支架等均是同一航空障礙燈專業(yè)廠家的產(chǎn)品，這樣有益于系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行維護(hù)。同時(shí)在塔內(nèi)設(shè)置2套小型不間斷電源現(xiàn)場(chǎng)柜（落地式），電源等級(jí)：220 V，容量為：1 kV·A，8 h。通過(guò)此柜向航空障礙燈系統(tǒng)供電。

（4）塔內(nèi)電纜穿保護(hù)管敷設(shè)，電纜敷設(shè)完成后，所有的預(yù)留洞兩端均需用油浸黃麻嚴(yán)密封堵。

橋梁主塔的航空障礙燈的設(shè)置圖，及塔上航空障礙燈安裝示意見(jiàn)圖4、圖5。

2.4 立交橋梁的景觀照明設(shè)計(jì)

城市的夜景可以體現(xiàn)一座城市的風(fēng)貌，而立交橋的夜景更能顯示出城市發(fā)展的步伐。南倉(cāng)道鐵東路立交結(jié)構(gòu)復(fù)雜，車道上下起伏，曲折蜿蜒，相互穿行，給人凝重厚實(shí)的感覺(jué)。

因此在景觀照明設(shè)計(jì)上既要突出它的特點(diǎn)，并且還要和整個(gè)快速路系統(tǒng)形成統(tǒng)一的風(fēng)格。景觀照明上采用了多種照明設(shè)計(jì)手法，對(duì)橋體、橋墩、護(hù)欄進(jìn)行精心的照明設(shè)計(jì)。

（1）在立交橋梁側(cè)面采用勾畫(huà)輪廓照明可以顯示出整座立交橋的外形，將整個(gè)橋面弧線輪廓勾勒出來(lái)既是保證大橋景觀照明的完整，又是整體展示立交橋梁的恢宏氣勢(shì)。為了襯托大橋主線的輪廓，沿著橋外兩側(cè)每隔2 m（欄桿立柱間隔2 m）距離裝設(shè)一個(gè)點(diǎn)狀光源，安裝于護(hù)欄鋼柱上它既能勾畫(huà)出護(hù)欄的輪廓，又能給人生動(dòng)活潑的感覺(jué)。

（2）在橋區(qū)范圍內(nèi)做一些雕塑小品，用燈光加以裝飾；在橋頭做一些標(biāo)志燈。

夜間，行駛在立交橋上功能照明加之景觀照明將會(huì)給人帶來(lái)心情舒暢的感覺(jué)。護(hù)攔燈點(diǎn)亮，顯示出了橋梁優(yōu)美的外姿，也使津城的夜晚更加亮麗。

3 橋梁照明的配電設(shè)計(jì)

3.1 配電系統(tǒng)

（1）在本立交橋范圍內(nèi)，根據(jù)負(fù)荷區(qū)域劃分，設(shè)10 kV/0.4 kV箱式變電站三座，內(nèi)各設(shè)一臺(tái)變壓器，變壓器容量為200 kV·A、200 kV·A和160 kV·A。分別負(fù)責(zé)相應(yīng)區(qū)域的功能照明及景觀照明用電。1#箱式變電站設(shè)在南倉(cāng)道分離式跨線橋下中部，2#箱式變電站設(shè)在立交橋中心區(qū)南倉(cāng)道以北的綠地內(nèi)，3#箱式變電站設(shè)在立交橋中心區(qū)南倉(cāng)道以南的綠地內(nèi)。

（2）照明箱變采用10 kV三相環(huán)網(wǎng)供電，電源引自就近的10 kV配電線路，箱式變電站包括高壓進(jìn)線及配電裝置、變壓器、低壓配電裝置、電能計(jì)量裝置等。箱式變電站最遠(yuǎn)供電距離約為700 m。箱變內(nèi)所有低壓出線回路均采用380 V/220 V三相供電方式。

景觀照明與功能照明分回路控制，功能照明又分全、半夜回路等配電功能。

3.2 燈具的技術(shù)要求

（1）電器路燈配套電器采用同一品牌，并使用節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器和符合標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)電容補(bǔ)償器，一體化設(shè)計(jì)，布局合理。

（2）所有使用于室外的照明燈具和電氣設(shè)備，必須保證人身安全和設(shè)備運(yùn)行安全的要求。采取可靠的接地保護(hù)、漏電保護(hù)等措施，使得系統(tǒng)的安全性得到保障。

（3）燈具的防護(hù)等級(jí)要求不低于IP66,做到防塵、防水、防腐和防撞擊。在安裝方式上，將燈具裝在所有車輛不能自然接觸的地方。橋梁上的燈桿安裝護(hù)欄外的防撞基礎(chǔ)上，所有電氣設(shè)備均裝于橋面下。

高桿燈安裝于匝道上，除控制眩光外，也保護(hù)了電氣設(shè)備免遭撞擊。

4 照明控制

（1）功能照明控制采用低壓集中控制，在箱式變電站內(nèi)設(shè)智能照明控制器可以根據(jù)設(shè)備使用地的經(jīng)度、緯度，準(zhǔn)確地自動(dòng)計(jì)算每天日升日落時(shí)間，控制線路的開(kāi)閉時(shí)間，照明控制器預(yù)留通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)上級(jí)對(duì)路燈及景觀照明的管理和整個(gè)城市照明系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)控制。

（2）景觀照明設(shè)專用景觀照明控制箱，內(nèi)設(shè)定時(shí)器，控制景觀照明電源的開(kāi)停。

5 照明的節(jié)能措施及方法

根據(jù)國(guó)家對(duì)城市照明加強(qiáng)管理，節(jié)約用電，倡導(dǎo)城市綠色照明、節(jié)能減排的精神。本設(shè)計(jì)采取了以下的節(jié)能措施：

（1）照明控制節(jié)能方法：該立交橋梁照明系統(tǒng)已納入天津路燈管理處的中央監(jiān)控系統(tǒng)，平時(shí)只開(kāi)路燈，并且將雙光源路燈設(shè)置成全夜燈和半夜燈，半夜后熄滅一半照明燈具。

景觀燈設(shè)置獨(dú)立的控制箱，景觀燈的開(kāi)燈時(shí)間，可以根據(jù)節(jié)假日、市里重大活動(dòng)日等需要進(jìn)行控制。

（2）照明配電采用的變壓器為銅繞組、節(jié)能型，減少損耗，同時(shí)變壓器的負(fù)載率控制在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行段上。

（3）對(duì)電路進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，采用單燈補(bǔ)償和集中補(bǔ)償兩種方式；即：照明系統(tǒng)設(shè)單燈無(wú)功補(bǔ)償，每套燈具均裝有無(wú)功補(bǔ)償電容器，使路燈的功率因數(shù)達(dá)到0.85以上；箱式變電站處低壓側(cè)設(shè)自動(dòng)無(wú)功補(bǔ)償裝置，降低系統(tǒng)的無(wú)功損耗

6 結(jié)語(yǔ)

城市立交橋是為解決城市道路路口處交通緊張而修建的，它的修建不僅解決了交通問(wèn)題，而且增添了城市的景觀。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，城市立交橋正在逐步成為城市景觀中重要的組成部分。

照明好似是城市夜空美麗有神的“眼睛”，它不僅可以為車輛駕駛?cè)藛T以及行人創(chuàng)造良好的視覺(jué)環(huán)境，保障交通安全，提高交通運(yùn)輸效率，同時(shí)又是國(guó)家技術(shù)水平的綜合反映，是城市美化的重要方面，是展示城市形象的重要載體，是現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。

如果說(shuō)西北半環(huán)宛如一幅優(yōu)美的飄帶降落在快速路的西北部，那么南倉(cāng)道鐵東路立交橋就宛如一顆熠熠閃爍的璀燦明珠點(diǎn)綴在這優(yōu)美彩帶上，在天津城區(qū)道路已形成了又一道新的人文景觀。

[1]北京照明學(xué)會(huì)照明設(shè)計(jì)專業(yè)委員會(huì).照明設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,1998.

[2]俞麗華,朱桐城.電氣照明[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,1990.

[3]CJJ45-2006,城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國(guó)建筑科學(xué)研究院,2006.